电力系统在正弦信号下的功率理论是成熟的，而传统正弦功率概念不适用于非正弦信号情况下功率现象的分析，非正弦条件下功率测量的研究一直是国内外的一个研究热点。本文从分析正弦和非正弦情况下功率的研究现状出发，研究对任意电压、电流波形均适用的功率理论和找寻适当的功率测量方法。本文的主要工作如下：针对传统非正弦功率只适用于整数次谐波和有限周期情况的问题，提出了一种基于扩展Prony算法的功率测量方法。建立含非整数次谐波和准周期信号下的功率测量数学模型。使用扩展Prony算法构造电压、电流信号的谐波检测器，在有限采样窗宽的条件下测量谐波功率和电网的电功率。通过仿真实验验证了该方法的可行性和准确性。针对现有非正弦情况下瞬时功率理论物理意义不够明确的问题，提出了一种基于参数辨识的瞬时功率分析方法。根据负载特征建立了负载的时域等值模型，利用负载端口处的电压、电流信号和总体最小二乘估计方法跟踪辨识负载的等值参数，给出了瞬时有功功率和瞬时无功功率的数学模型和测量方法。这种瞬时功率分析方法物理意义明确，适用于任意非正弦信号，且可对非周期信号进行功率分析。研究基于参数辨识的瞬时功率分析方法在有功功率与无功功率测量、谐波源辨识和系统补偿领域的应用。通过瞬时有功功率、瞬时无功功率与有功功率、无功功率的约束关系，测量得到非正弦情况下的有功功率、无功功率。将基于参数辨识瞬时功率分析方法应用到谐波源辨识方面，以判定负载的谐波责任。并给出一种按线损最小为原则的负载跟踪补偿方法，消除谐波源对其余负载的畸变电流干扰。对非正弦信号情况下的负载应用基于参数辨识瞬时功率分析方法进行仿真研究，通过与现有功率测量方法的分析比较，验证了基于参数辨识瞬时功率理论及其测量和应用方法的正确性和有效性。